1. 6. Stralend gezond 6.1 Radioactieve straling: altijd en overal Natuurlijke radioactiviteit – overal aanwezig Kunstmatige radioactiviteit

2. 6.1.1 Wat is radioactiviteit? 1 De ontdekking van radioactiviteit In 1896 ontdekte Becquerel dat een bepaald uraniumerts een zwarting veroorzaakte op een fotografische plaat. Zwarting van fotografische plaat door uraniumerts

3. 1 De ontdekking van radioactiviteit – vervolg Pierre en Marie Curie konden in 1898 uit het uraniumerts twee elementen afzonderen die tot dan toe nog onbekend waren: radium en polonium. Deze elementen zijn verantwoordelijk voor de zwarting van de fotografische plaat door het spontaan uitzenden van onzichtbare straling.

4. 1 De ontdekking van radioactiviteit – vervolg De straling werd veroorzaakt door natuurlijke kernreacties Het aantal protonen en/of neutronen in de kern verandert ! er ontstaan andere atoomkernen. Atoomkernen die zich spontaan of gedwongen omzetten in andere atoomkernen en daarbij energierijke straling uitzenden zijn radioactief. Het verschijnsel noemt men radioactiviteit . Radioactiviteit is een natuurlijk verschijnsel.

6. 1 Isotopen en nucliden – vervolg Isotopen hebben hetzelfde atoomnummer (of ladingsgetal) en kernlading, maar verschillen in het aantal neutronen … protonen … neutronen … elektronen … protonen … neutronen … elektronen 3 3 4 … protonen … neutronen … elektronen 3 3 3 3 3 5 Woordverklaring – iso = gelijk en topos = plaats (PSE) Isotopen van een element hebben hetzelfde atoomnummer Z en dus hetzelfde aantal protonen, zijn chemisch identiek maar verschillen in kernmassa door een verschillend aantal neutronen, hebben dus een verschillend massagetal A .

7. 1 Isotopen en nucliden – vervolg Nuclide – de verschillende atoomkernen In totaal bijna driehonderd niet-radioactieve nucliden Voorstelling – protonen, neutronen, elektronen

8. Opgaven Opgave 1 Onderstaande tabel bevat een aantal gegevens van isotopen. Vul deze tabel aan. Maak gebruik van het Periodiek Systeem der Elementen 38 50 38 Sr 65 65 94 65 Tb 86 86 222 Rn Terbium 136 86 .. ... .. 159 .. ... 65 38 88 .. ... .. Aantal e - Aantal n 0 Aantal p + Massagetal A Atoomnummer Z Nuclide Element

9. Opgaven Opgave 2 Welk element met massagetal 60 bezit 33 neutronen in de kern? Uit Z+N=A volgt A-N=Z, dus 60-33=27, dus Co

10. 2 Radioactieve isotopen Vergelijk voor de volgende atomen het aantal neutronen ten opzichte van het aantal protonen. 18 neutronen: groter aantal dan 17 protonen 42 neutronen: groter aantal dan 30 protonen 89 neutronen: groter aantal dan 55 protonen Besluit Bij toenemend atoomnummer komen er steeds meer neutronen voor ten opzichte van het aantal protonen.

12. 6.1.3 Is alle radioactieve straling van dezelfde aard? Drie vormen van radioactieve straling –  - ( alpha),  -(beta) of  - (gamma) stralen Besluiten α-stralen dragen een lading positieve  stralen dragen een lading negatieve α-stralen komen overeen met He-kernen β-stralen overeenkomen met elektronen γ-stralen zijn te vergelijken met röntgenstraling

14. Voorbeelden van natuurlijke transmutaties - het uitzenden van α-straling - het uitzenden van  -straling 1 Transmutatiereacties – vervolg - het uitzenden van  -straling Voorbeeld van een kunstmatig opgewekte transmutatie Ontdekking van het proton door Rutherford in 1919

15. 2 Kernfusie of kernversmelting Natuurlijke kernfusiereacties

16. 2 Kernfusie of kernversmelting – vervolg Kunstmatige kernfusiereacties Andrei Sakharov ( 1921-1989 ) waterstofbom

17. 3 Kernfissie of kernsplijting Zware kernen Splijtingsproducten Secundaire neutronen veroorzaakt een kettingreactie

18. 3 Kernfissie of kernsplijting – vervolg Vermenigvuldigingsfactor k k > 1 – ongecontroleerde kettingreactie k = 1 – gecontroleerde kettingreactie Voorbeeld: U-bom Voorbeeld: kernreactor

19. 3 Kernfissie of kernsplijting – vervolg Vermenigvuldigingsfactor k k = 1 – gecontroleerde kettingreactie k > 1 – ongecontroleerde kettingreactie k < 1 – uitdovende kettingreactie

20. 6.1.5 Hoelang blijft een radioactieve stof stralen Het begrip halfwaardetijd T 1/2

21. 6.1.5 Hoelang blijft een radioactieve stof stralen – vervolg 704.000.000 jaar productie kernbrandstof Uranium-235 24.065 jaar productie kernbrandstof Plutonium-239 5.730 jaar ouderdomsbepaling van materialen Koolstof-14 30 jaar nucleaire geneeskunde: therapie Cesium-137 5,27 jaar nucleaire geneeskunde: therapie Kobalt-60 74 dagen nucleaire geneeskunde: therapie Iridium-192 13 uur nucleaire geneeskunde: diagnostiek Jodium-123 Halveringstijd Toepassingsgebied

22. 6.1.5 Hoelang blijft een radioactieve stof stralen – vervolg Opdracht - thuis

23. 6.1.6 Hoe gevaarlijk is radioactieve straling? Afhankelijk van de stralingsdosis http://www.nirond.be/ Duur van de blootstelling Afstand tot de bron Afscherming en insluiting

24. Enkele begrippen De sterkte of stralingsactiviteit A wordt gemeten in becquerel (Bq) De eenheid die de schadelijke invloed van straling op weefsels weergeeft is de sievert = Sv 6.1.6 Hoe gevaarlijk is radioactieve straling? – vervolg

26. 6.1.7 Hoe beschermen tegen radioactieve straling? Bescherming tegen bestraling 1. De duur van blootstelling beperken 2. De afstand tot de stralingsbron zo groot mogelijk houden 3. De stralingsbron of jezelf afschermen

27. 6.2 Toepassingen van radioactiviteit 6.2.1 Gezondheid en voeding 1 Radiotherapie: kankerbestrijding 2 Sterilisatie Bacteriën doden Medisch materiaal ontsmetten

28. 3 Medische beeldvorming 6.2.1 Gezondheid en voeding – vervolg Welke soort straling wordt er best gebruikt voor beeldvorming in de geneeskunde en waarom? Zwakke gammastraling omdat ze minst ioniserend zijn en door hun doordringend vermogen gemakkelijker het lichaam kunnen verlaten. Scan van de schildklier Botscan